张北柔性直流电网交流耗能装置运行特性仿真

为验证利用可控硅将大功率电阻快速投入交流系统的耗能装置能否在投运后安全可靠运行,从而解决张北柔直工程双极性接线故障状况下过负荷造成的线路和设备损毁问题,该工作通过PSCAD电磁暂态仿真软件建立了张北换流站交流耗能装置的电路模型;然后对耗能装置的运行特性进行了分析,并模拟了过剩风能与耗能装置分组投切时系统的电压电流;最后讨论了耗能装置故障状况对系统的影响。结果表明:耗能装置可以快速有效地消纳过剩功率,且当其故障时不会对系统造成威胁。可见交流耗能装置设计合理,可将其投运在柔性直流系统中。     

基于实验方法的硅胶圆管柔性关节静力学研究

采用两种不同材料的硅胶管和弹性骨架制作了柔性关节,对其进行静力学实验,得出了在相同气压下的弯曲角度和夹持力,并建立了柔性关节形变模型,获得了其气压下的形变特性。研究结果表明: 硅胶胶管邵氏硬度越小,其剪切弹性模量和弹性模量越小,其硅胶管制的柔性关节柔性和力学特性越好。该研究为弹性硅胶管在气动人工驱动器的应用进一步研究奠定了基础。     

绳牵引刚柔式波浪补偿并联机构的设计与建模

为了减少海上集装箱货物运输中风浪造成的损坏,提出刚柔混合驱动主动式波浪补偿并联机构. 基于刚柔混合并联机构的动定平台的矩阵旋转原理和几何封闭法建立位置逆解数学模型;利用空间几何原理构建机构位置正解数学模型;利用求导法则对位置逆解进行求导,建立速度雅可比矩阵与加速度的二阶影响矩阵;基于绳子是柔性变形体推导出系统刚度矩阵,探究影响系统刚度的因素和增加系统刚度的原则. 利用数值模拟仿真对运动学和系统刚度进行验证,结果表明位置正逆解的输入输出误差不超过实际误差的2.25%;发现理论仿真曲线和样机仿真曲线较吻合,误差不超过7.4%,验证了运动学模型的正确性;根据刚度矩阵发现刚度影响因素对系统刚度的影响规律. 通过对绳驱动刚柔混合驱动波浪补偿并联机构的实验验证,发现该机构的补偿效果均高于90%. 证明研究结果为刚柔混合主动式波浪补偿并联机构的运动和机构设计提供了理论支持.     

柔性直流换流阀监视系统关键技术及工程化应用

随着对柔性直流输电工程换流阀及阀控设备可靠性要求的提升,为了更加全面、直观、及时地监视换流阀及阀控设备运行状态,提高换流阀运行安全性,柔性直流换流阀监视系统的作用愈加重要。结合实际工程项目需求,兼顾现场分系统调试、换流阀检修、正常运行维护等不同使用场景,研发了双网双冗余架构的柔性直流换流阀监视系统。采用页面自动布局和参数自动匹配技术并且加以优化,采用“内存＋文件”相结合的数据缓存机制有效解决海量数据量的处理。该系统具备海量数据高速处理、遥信遥测报文显示存储、高频采样故障录波及波形处理功能,能够以微秒级精度实时记录事件,同时具备远程控制、换流阀及阀控设备状态和关键参数的修改功能。该系统已成功应用于张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程,其性能完全满足该工程柔性直流换流阀和阀控设备状态在线监视以及系统调试等需求。     

面向主动需求响应的需求侧荷源二重性建模方法

以面向主动需求响应的荷源二重性建模方法为主题,从需求侧灵活性资源参与电网调度的视角分析了国内外在荷源二重性建模方面的研究成果,按照研究对象划分,负荷跟随电源（load-follows-generation, LFG）模型分为一般负荷、储能设备、分布式能源及其组合,对负荷响应建模、优化目标、约束条件、调度方法、控制方式等进行阐述,阐述了负荷跟随发电的模式能够实现主动需求响应,优化负荷曲线,缓解发电侧调度压力,促进可再生能源消纳。     

计及灵活性储备的含风电多微电网系统分布式协调调控策略

高比例风电的接入和需求响应技术的应用对分布式架构下的多微电网系统有功功率动态平衡提出了更高的要求,有必要充分利用灵活性资源对系统进行协调调控.提出一种新颖的灵活性电池储备模型对多微电网系统灵活性备用容量进行评估,定义虚拟灵活性电池储备模型对风电场备用与需求响应负荷备用进行评估,充分挖掘其调频的潜在能力.在此基础上,基于一致性算法求解该模型下各微电网的功率分配,提出计及灵活性储备的含风电多微电网系统分布式协调调控策略,实现分布式架构下灵活性资源的协调优化.通过华东某地区实际数据验证了所提策略的有效性.算例结果表明,协调优化源-荷灵活性储备资源在保障风电消纳的同时,实现了分布式架构下系统的动态功率平衡.     

Low Dielectric Polyimide/Fluorinated Ethylene Propylene (PI/FEP) Nanocomposite Film for High-Frequency Flexible Circuit Board Application

The low dielectric polymer films have drawn great attention to the application as the dielectric insulating materials in high-frequency circuit boards, while the weak adhesion to the copper foils and the poor processability resulted from the fluorinated or rigid structures limited their high-frequency application. In this work, the low dielectric and high adhesive polyimide/fluorinated ethylene propylene (PI/FEP) nanocomposite film for high-frequency flexible circuit board application is developed. It is indicated that the fluorocarbon surfactants can significantly improve the dispersion of FEP in PI substrate, and thus, the PI/FEP nanocomposite film exhibits excellent mechanical properties, including the tensile strength increases to 46.6 MPa and the elongation at the break increases to 13.7%. Importantly, at the high-frequency of 10 GHz, the 60 wt% FEP filled PI nanocomposite film displays an ultralow dielectric loss (0.006) and a reduced dielectric constant (2.69). In addition, the high-frequency flexible circuit board with the PI/FEP film as the dielectric insulating layer has a high peel strength of 0.75 N mm⁻¹, indicating this PI/FEP nanocomposite film can meet the requirements of the high-frequency flexible circuit board application.     

Highly Thermal Stable Polyimides Applied in Flexible Resistive Memory

Flexible memory devices are one of the most crucial elements in the wearable electronics. In this work, polyimides (PIs)-based flexible resistive memory devices with an excellent thermal and mechanical durability are demonstrated. Four kinds of functional PIs are derived from the heterocyclic diamines including 2,6-diaminodibenzo-p-dioxin (OODA) and 2,6-diaminothianthrene, and dianhydrides including 4,4′-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride (6FDA) and 3,3′,4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride. PI with diamine of OODA and dianhydride of 6FDA (PI(OODA_6FDA)) possesses outstanding thermal and mechanical properties with a high glass transition temperature of 352 °C, a low coefficient of thermal expansion of 28.1 ppm K⁻¹, and a high elongation at break of 10%. In addition, PI(OODA_6FDA)-based memory shows write-once-read-many behavior with a high on/off current ratio of 10⁶ and a stable data retention, attributed to the donor–acceptor charge transfer between the polymer chains. The retained current levels at a low resistive state can be observed even with thermal treatment at 200 °C for 24 h or 1000 times cyclic bending at a bending radius of 5 mm. These results demonstrate the potential of heterocyclic PIs for flexible resistive memory.     

可变频率变压器的最大功率传输控制策略

可变频率变压器（VFT）是一种能连接异步电网的新型灵活交流输电系统设备,其可传输功率的容量是重要的性能指标。针对传统控制策略未考虑转差率增大可能导致转子绕组超过额定容量的问题,对不同的转差率和定子无功功率情况下定子有功功率最大值进行研究;详细研究了采用串联变换器的VFT系统运行特性;对不同转差率进行了详细的工况分析。推导出最优定子无功功率给定值与转差率、额定视在功率和实际吸收无功功率之间的数学关系,并提出了VFT的最大功率传输（MPT）控制策略;通过硬件在环实验平台验证提出的MPT控制策略的有效性。实验结果表明,所提MPT控制策略能有效提高VFT的可传输功率,实现VFT的最大功率传输。     

考虑多节点条件约束的柔直系统故障限流器与断路器优化配置方法

首先建立了适用于多节点柔直系统的潮流及故障电流的数值计算优化模型,并在三端仿真系统中验证了所建模型的准确性.随后设置约束条件及目标函数,利用粒子群优化算法建立了多端柔直系统中故障限流器与断路器的优化配置数学模型.在3节点环网中进行优化求解,并将结果配置到仿真模型检验其限流效果,验证了所提优化配置方法的准确性.最后通过所提多目标粒子群优化算法对11节点柔直系统进行故障限流器与断路器配置的优化求解,并将所得结果与多目标遗传算法进行对比.结果表明,所提优化配置方法具有较高的普适性,可实现多节点柔直系统中故障限流器与断路器的低成本配置.